鋰電池君闢謠：無端爆炸，我不背鍋
大家好！我是鋰電池君
近些年，我被廣泛應用於數碼產品、電動汽車等電子產品，為它們賦能續航。我小小的身軀裡潛藏著巨大的能量，豐腴的體態中蘊含著超長的壽命，因此備受大家青睞。
可與此同時，三星手機起火爆炸、特斯拉汽車自燃等事件接連發生，引發人們對我安全問題的關注，不少人對我感到擔憂、害怕。我也開始重新認識自己，我的脾氣真的如此火爆嗎？我會無緣無故引火燒身嗎？經過一番審視，鋰電池君鄭重宣告：產品無端爆炸，我不背鍋！接下來，就帶大家重新整理對我的認知，放心大膽pick me。
電池緣何出現安全問題？
一般認為，我的安全問題就是“起火燃燒”甚至“原地爆炸”。如果出現這些問題，就說明——我的內部熱失控了。好好的，為什麼會熱失控呢？主要有三種可能性：
1）我已經吃飽電了，但還一直強行給我充電——電池過充；
2）忽然好熱或者好冷，我好不習慣——電池外部熱衝擊；
3）可憐的我遭受了暴力——對電池進行了針刺、撞擊、擠壓、短路等行為。
這些行為都有可能是我失控的導火索。不過朋友們，你也別害怕，目前電池的研發設計人員已經在我身上加了多重“秘笈”來解決失控問題了。
電池過充三重防範措施
過充，顧名思義，是指我在充電達到滿充狀態後，還繼續給我充電的現象。過充可能會導致電池內壓升高、電池變形、漏液等情況的發生，從而引發安全事故。
好多朋友習慣“手機整夜充電不拔”，這不就是過充嗎？那會不會引起爆炸呢？鋰電池君答曰：不會。
因為目前市面上正規的
充電器套裝18650充電鋰電池大容量3。7V頭燈強光手電筒頭燈容量不虛標
¥
6。9
淘寶
購買
（注意：是正規的我，不是山寨高仿的我哦）均有防過充的措施，如安全保護電路（PCB）、電流切斷裝置（CID）和防爆閥等。
1）安全保護電路：
保護電路板可以限制最低電壓和最高充電電流，還具有過熱保護等作用。保護板在我充電時，可以隨時給我量體溫，一旦檢測到我充滿電或超過溫度限制，將會自動停止充電，防止危險發生（專利CN1079174C）。
2）電流切斷裝置（CID）：
電流切斷裝置是在我的單體蓋板上設定一個翻轉片，一旦過充導致內部壓力升高，就會將其翻轉以斷開電流路徑（專利CN102956851B）。同時這種翻轉片通常都具有可恢復性，當我的內壓恢復正常時，翻轉片又能自動恢復原樣啦，是不是感覺很高階？
3）防爆閥：
防爆閥是防止我發生安全問題的一道緊要防線，別看它個頭小小的，但是當我吃得過飽，肚子快要爆炸（內部壓力超過安全壓力）時，它會自動開啟，釋放我體內的氣體，以防我原地爆炸或帶來更加嚴重的後果（專利CN102324479B）。
怎麼樣，我的“秘笈”很厲害吧！但千萬要注意，這些“秘笈”只有正規的我才能配備哦！
電池過充爆炸原理：鋰離子電池充電初期，電流透過電池時一部分電能轉化為熱能，在這一階段電池表面溫度上升得很慢。當電池達到完全充滿的狀態時，電池內部的化學過程由鋰離子的嵌入反應變成鋰金屬在負極表面的沉積，溶劑被氧化放出的熱量使電池受熱。隨著電池繼續充電，電池電壓隨極化增大而迅速上升，引起正極活性物質結構的不可逆變化和電解液的分解，從而產生大量氣體，放出大量的熱，使電池溫度和內壓急劇增加，從而引發爆炸、燃燒等隱患。
熱衝擊，電池管理系統應對有方
熱衝擊，是指在急劇加熱或冷卻的情況下，我的溫度發生劇烈的變化，產生熱衝擊熱應力。一般來說，我對0-40℃內的溫度不敏感，但一旦超過這個區間，我的壽命和容量都會大打折扣。
有些手機在使用過程中偶爾會提醒“手機溫度過高或過低”。出現這種情況，就說明周圍的溫度讓我體感不適，而一旦外部溫度過高，我就會感到百爪撓心，於是有可能爆炸。
但是你也不必過度擔心，針對溫度對電池的不良影響，電池製造商開發出了電池管理系統BMS，其中的熱管理系統能有效控制電池的溫度，對電池進行冷卻或加熱，將溫度控制在適宜的範圍內。
簡單來說，配置熱管理系統就等於給我隨身裝了一臺空調，可以隨時調節溫度。下面我就帶大家看看它的工作原理。
1）LG化學公司研發了一種組合式溫度控制系統的電池組，透過導熱介質流動穿過單元電池之間的冷卻板來控制電池組的溫度（專利CN101454926B）。
2）通用公司研發的溫度控制系統則是透過冷卻介質比較模組、元件比較模組和冷卻風扇控制模組三者共同配合作用，使冷卻介質和電池均處於安全溫度範圍內（專利CN101377148B）。
電池熱衝擊爆炸原理：外部溫度過高時，電池內部形成一個反應鏈，各個反應相互促進、依次進行。首先是SEI膜分解放出熱量加熱電池，促使負極與溶劑的反應放出更多的熱量，導致負極與粘結劑的反應、溶劑分解、正極的熱分解反應依次進行，放出大量的熱與氣體，導致電池爆炸。
針刺、撞擊、擠壓，三大材料升級對抗
前段時間有一新聞，一男子在電器城給手機換電池時突發奇想，嘗試用牙咬來驗證電池真偽，結果在咬下去的瞬間火花四濺，電池發生爆炸。
在此，鋰電池君要鄭重提醒大家：雖然我很強大，但也是需要小心呵護的，在日常生活中應該避免針刺、撞擊和擠壓，防止我內部短路從而引發爆炸。目前針對內部短路問題，我對自身的三大材料進行了升級。
1）升級隔膜：
採用“自關斷”隔膜。在高溫下，隔膜中的聚合物熔融，閉塞通孔，從而切斷電流，保證鋰離子電池的安全性（專利申請CN101510596A）。
2）升級正負極材料：
在正負極上設定保護塗層，通常為多孔絕緣膜，不僅能有效的防止電池內部短路，也能阻止鋰枝晶的產生，從而有效地提高鋰離子電池的穩定性（專利CN102177604B）。
3）升級電池殼體：
部分研發人員透過重新選擇電池殼體材料或增加阻擋層，以增強殼體的抗刺穿強度，使電池在外部物理衝擊下或被尖銳物體擠壓時，能顯著減少侵入、起火或爆炸的可能性（專利CN100524895C）。
電池短路爆炸原理：當鋰離子電池在針刺、撞擊、擠壓的情況下容易出現內部短路，會瞬間產生大量的熱，使電池溫度升高到正極熱分解的溫度，導致熱失控，最終出現爆炸的情況。特別是安全效能差的鋰離子電池，一般5秒左右就會爆炸。
正確使用鋰電池，你get到了嗎？
朋友們，讀到這裡，產品爆炸的鍋你還會蓋在我的頭上嗎？是不是認為我其實還挺和顏悅色？而且我有好多秘密“武器”來控制自己的脾氣。只要我來自於正規廠商，出廠前都要過“體檢”關——一系列安全效能測試，如跌落試驗、熱衝擊、穿刺試驗、擠壓試驗、過充等，“體檢”合格後才會跟大家見面。
接下來，你只要再掌握正確的使用方法，就會覺得我不僅和顏悅色，還頗為親切可愛了呢！
1）如何為鋰離子電池充電？
此外，“儘量把手機電池的電量用完，最好用到自動關機”這種說法也是不對的，當出現手機電量過低提示時，應該儘量及時進行充電。
2）鋰離子電池的儲存
在儲存我或與我相關的電子產品時，要注意輕拿輕放，不能使用暴力哦！應儘量避免我受到磕碰、擠壓等強外力作用，這也是我乘機時不能託運的原因。要避免使用尖銳物如螺絲刀等拆卸、穿刺，更不能啃咬，此外請不要把我放在高溫下暴曬。
最理想的儲存方法是將電量使用到40%左右後，將我儲存在陰涼乾燥的地方，20℃左右是理想的儲存溫度。每個月最好要把我拿出來用一次，這樣既能保證良好的儲存狀態，又不至於讓電量完全流失而造成損壞。
最後，鋰電池君希望大家如我一樣，能被生活溫柔以待。
（部分圖片來源於網路）
本期作者
電學發明審查部元器件室
季小丹
審校：解靜 美編：陳偉琦 王乃兵
CONTACT US
CONTACT US
國家智慧財產權局專利局
